§ 38 Современные представления об эволюции органического мира

Современное эволюционное учение часто называют синтетическим. Это потому, что оно включает в себя не только дарвинизм (т. е. идеи Ч. Дарви­на об отборе и борьбе за существование), но и открытия генетики, системати­ки, морфологии, биохимии, физиологии, экологии и других наук.

Особенно продуктивными для развития учения об эволюции оказались данные генетики и молекулярной биологии. Хромосомная теория и теория гена раскрыли причины мутаций и механизмы передачи наследственности, а молекулярная биология и молекулярная генетика выяснили способы хране­ния, реализации и передачи генетической информации с помощью ДНК. Было установлено, что элементарной единицей эволюции, способной реагировать на изменения среды перестройкой своего генофонда, является популяция. Соглас­но этому открытию не вид, а его популяции насыщены мутациями, которые служат основным материалом эволюционного процесса, идущего под действи­ем естественного отбора.

Современное учение об эволюции основано на популяционной концеп­ции.

Популяция (лат. populus— «народ», «население») — это структурная едини­ца вида. Она представлена совокупностью особей вида, обладающих общим гено­фондом и занимающих определенную территорию в пределах ареала (области распространения) этого вида. Популяции подвергаются действию разных на­правлений естественного отбора, так как территориальная изоляция препят­ствует частому обмену генетической информацией между обособленными популяциями (рис. 48). Поэтому постепенно между такими популяциями про­исходит дивергенция (расхождение) по ряду генетических признаков. Они на­капливаются путем мутаций. Причем особи популяций приобретают заметные отличия от исходного, родительского вида. Если появившиеся отличия обеспе­чивают нескрещиваемость особей одной популяции с особями других популя­ций исходного вида, то обособившаяся популяция становится самостоятель­ным новым видом, вычленившимся путем дивергенции из исходного вида.

Популяция — наименьшее подразделение вида, меняющееся во времени.

Поэтому популяцию называют элементарной единицей эволюции.

В современном эволюционном учении различают такие понятия, как эле­ментарная единица эволюции, элементарные явления эволюции, элементарный материал эволюции и элементарные факторы эволюции.

Для каждой популяции характерны следующие свойства: ареал, числен­ность и плотность особей, генетическая гетерогенность (разновидность) осо­бей, возрастная и половая структура, особое функционирование в природе (внутрипопуляционные, межпопуляционные контакты и отношения с другими видами и с внешней средой). Половые контакты между особями внутри одной популяции осуществляются значительно проще и чаще, чем с особями разных популяций того же вида. Поэтому изменения, накапливающиеся в одной попу­ляции с помощью рекомбинаций, мутаций и естественного отбора, обусловли­вают ее качественное и репродуктивное обособление (дивергенцию) от других популяций. Эти изменения, происходящие в популяциях, называют элементар­ными явлениями эволюции. Изменения отдельных особей не приводят к эволюционным изменениям, так как нужно значительное накопление сходных на­следуемых признаков, а это доступно только целостной группе особей, какой является популяция.

Элементарным материалом эволюции служит наследственная изменчи­вость (комбинативная и мутационная) у особей популяции. Хорошо известно, что оба типа генотипической изменчивости наблюдаются у всех изученных прокариот и эукариот. Оба эти типа изменчивости могут затрагивать все спо­собные варьировать признаки и свойства организмов (морфологические, физио­логические, химические и поведенческие), что приводит к возникновению как качественных, так и количественных фенотипических отличий в популяции. При определенных условиях и в течение некоторого времени возникшие новые наследуемые признаки могут достигнуть достаточно высоких концентраций у одной или нескольких смежных популяций вида. Группы особей с такими новы­ми признаками можно обнаружить на «своей» территории внутри ареала вида.

Элементарные факторы эволюции включают такие явления, как естест­венный отбор, мутационный процесс, популяционные волны и изоляция.

Естественный отбор устраняет из популяции особи с неудачными комбинаци­ями генов и сохраняет особи с генотипами, которые не нарушают процесса при­способительного формообразования. Естественный отбор направляет эволюцию.

Мутационный процесс поддерживает генетическую неоднородность при­родных популяций.

Популяционные волны поставляют массовый элементарный эволю­ционный материал для естественного отбора. Каждой популяции свойст­венно определенное колебание численности особей в сторону то увеличе­ния, то уменьшения. Эти колебания в 1905 г. отечественный ученый-генетик С.С. Четвериков назвал волнами жизни.

Изоляция обеспечивает барье­ры, исключающие свободное скре­щивание организмов. Она может выражаться в территориально-механической (пространственной, гео­графической) или биологической (поведенческой, физиологической, экологической, химической и генети­ческой) несовместимости (рис. 49).

Нарушая скрещивание, изоля­ция расчленяет исходную популяцию на две или более, отличающиеся друг от друга, и закрепляет различия в их генотипах. Разделенные части популя­ции уже самостоятельно подвергаются действию естественного отбора.

Изоляция, мутационный процесс и популяционные волны, являясь факторами эволюции, влияют на эволюцию вида, но не направляют ее. Направленность эволюции задается естественным отбором.

1. Замените выделенные слова утверждения термином.

• Наименьшее подразделение вида, меняющееся во времени, участвует в об­разовании новых видов.

• Расхождение признаков организмов Ч. Дарвин использовал для объяс­нения разнообразия форм в эволюции организмов.

2*. В чем отличие современного учения об эволюции от эволюцион­ной теории Дарвина? 3. Подумайте.

• Почему популяцию называют структурной единицей эволюции?

• Каким образом естественный отбор направляет ход эволюции?